Desenvolvimento de processo de produção de polihidroxibutirato a partir de açúcares derivados de hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar empregando técnicas de engenharia evolutiva e de bioprocessos

• Processo: 11/15405-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2012
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Luiziana Ferreira da Silva
• Beneficiário: Carlos Andres Fajardo Gomez
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Burkholderia Microbiologia industrial Xilose Pentoses
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise de Fluxos Metabólicos | Burkholderia | hidrolisado de bagaço de cana | pentoses | PHB polihidroxibutirato | Xilose | Microbiologia Industrial

Resumo

A produção de etanol e sua inserção na matriz energética brasileira é um exemplo bem sucedido do estabelecimento de tecnologias sustentáveis. As usinas produtoras de açúcar e álcool brasileiras tem sido indicadas como os melhores locais para o estabelecimento de biorefinarias, pois além dos produtos citados, geram energia elétrica pela queima do bagaço e abrem novas possibilidades de desenvolvimentos, como a produção de etanol de segunda geração, utilizando o bagaço excedente, bem como outros produtos de maior valor agregado, como os polihidroxialcanoatos (PHA). A hidrólise dos componentes do bagaço, necessária para permitir o uso dos açúcares por microrganismos libera glicose e pentoses, estas últimas, ainda não utilizáveis para a produção de bioetanol, podendo ser disponibilizadas para gerar PHA, aplicáveis como polímeros biodegradáveis e biocompatíveis. Uma análise econômica preliminar da produção de PHA a partir de xilose, num determinado modelo proposto de biorrefinaria e considerando uma dada rede metabólica bacteriana, indicou que valores de produtividade em torno de 1.1 g/Lh seriam suficientes para se obter um produto a preços competitivo no mercado, corroborando o estabelecimento da biorrefinaria nas usinas. Este trabalho pretende contribuir para o aumento desta produtividade ( hoje em 0,28 g/Lh) abordando os seguintes aspectos: utilizando cultivos com carbono marcado, confirmar se a rede metabólica proposta corresponde ao que se observa experimentalmente; empregando técnicas de engenharia evolutiva, selecionar células com velocidades específicas máximas de crescimento maiores que a linhagem selvagem (cepas de Burkholderia PHA+) em xilose ou hidrolisado e, finalmente, desenvolver ensaios em biorreator com estratégias que permitam alcançar alta densidade celular. Este projeto está diretamente relacionado aos processos FAPESP 10/51989-4, coordenado por LF Silva, vinculado ao BIOEN e jovem pesquisador coordenado pela Dra. Marilda K Taciro (proc. FAPESP 2010/51692-1) embora não seja parte integrante deste último, formalmente, somente do primeiro projeto.

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

GOMEZ, Carlos Andres Fajardo. Desenvolvimento de processo de produção de polihidroxibutirato a partir da xilose empregando técnicas de engenharia evolutiva e bioprocessos.. 2015. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Biomédicas (ICB/SDI) São Paulo.